高速公路隧道照明及供配电节能思考

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DOI : 10.13439/j.cnki.itsc.2019.08.007

高速公路隧道照明及供配电节能思考

近年来我国大力推动基础设施建设和发展，高速公路

总里程快速增长。随着高速公路隧道建设技术和经验的不

断提升，我国高速公路隧道数量和质量都走在了世界前

列，但与此同时，高速公路隧道照明的能源浪费逐渐加

剧，给运营管理单位带来了巨大压力。为了应对高速公路

隧道高耗能问题，本文结合国内隧道照明的具体情况，对

供配电节能展开了思考，并提出了相关建议。

安徽皖通科技股份有限公司孙爱军

随着现代化建设步伐的加快，我国在基础设施领域投入的经

费逐渐加大。高速公路隧道照明工程建设的高投入、高消耗，慢

慢转变成为运营单位的重担。高速公路隧道照明是一项必不可少

的安全保障设施，必须在保证行车安全的前提下，对照明系统采

取有效的、科学的节能措施。实现隧道照明的节能管控，能够提

高资源利用率，缓解运营单位的压力，为建设节约型社会贡献一

份力量。

一、高速公路隧道照明介绍

高速公路隧道照明是交通安全保障措施，能够为驾驶员提

供安全照明，同时有效疏导隧道车流，避免交通拥堵，缓解交通

运输压力。人们在驾驶车辆通过隧道时，驾驶员会产生视觉上的

“白洞效应”和“黑洞效应”，使驾驶员的眼睛形成短暂致盲效

应。如果车速过，快，极易造成交通安全事故。

为了降低交通事故风险和几率，高速公路隧道照明工程必

须解决好出入隧道时照明问题，有效衔接照明强度，保证行车

安全。

因此，高速公路隧道照明在隧道不同阶段，应建立不同的照

明条件。

（一）入口段

入口段是指从隧道洞口进入隧道中间段的道路，驾驶员在这

一段道路中，视觉条件逐渐发生快速变化。因此，入口段照明亮

度设计要参考洞外的光照亮度，以此来调整照明灯的功率，这也

是节能设计的依据。（二） 中间段

在中间段的路程中.由于车速和光线条件影响，驾驶员视觉

上会出现“黑洞效应”，使驾驶员的眼睛产生短暂致盲效果。这

种“黑洞效应”哪怕只有一秒钟，也会严重危害驾驶员的生命，

甚至在隧道内引起更大的交通事故。所以，中间段的照明亮度一

般要与洞外亮度成一走比例，防止驾驶员眼睛产生“黑洞效应”

对驾驶员安全造成威胁。

（三） 过渡段

过渡段是指从中间段到出口段的道路。这段路的照明是针

对驾驶员调整视觉设计的，在行进过程中驾驶员能明显感受到

灯光亮度是不断变化的，目的是快速缓解驾驶员视觉被光线条

件的影响。

这种亮度变化的设计，能够使驾驶员适应外部视觉环境.保

证驾驶员安全驾驶。

（四） 基本段

基本段作用是保证驾驶员拥有良好的停车视距，它的照明亮

度与多重因素有关。例如，空气透过率、交通运输量和和行车速

度等，都是照明亮度的重要参考因素，一般情况下，高速公路该

段的照明亮度为每平方米20 ~ 30cd,照明亮度最大不超过每平方

米40cd'"。

（五） 出口段

单向隧道才会有单独的出口段设计，因为双向隧道两端是出

口也是入口。二者情况不同，双向隧道的两端照明条件是完全相

同的，但单向车道要充分考虑驾驶员眼睛出现炫光现象。出口段

在基本段和洞口之间，此路段照明要起到缓和“白洞”

视觉的作型更竽第08期（总第234期”申国交通借息化39CHINA ITS JOURNAL Vol,234 No.08 2019

用，降低隧道外自然光对驾驶员眼睛的刺激和伤害，预防交通事

故的发生。

二、高速公路隧道照明节能分析

（-）根据隧道特点适当简化照明设施

通过调研了解到，在短隧道的入口段、过渡段和出口段照明

长度相差不大的情况下，是没有基础照明段的。250m的隧道照明

功率参数要求是5000m的一半，隧道长度没有达到1000m的情况

下，隧道照明功率是入口功率的70%,而200m左右的短隧道就需

要根据地域环境而定叫

根据短隧道的光线条件，进行适当的简化照明设施，以达到

节能的效果。简化照明的具体做法包括：取消部分照明、简化照

明设施，再运用隧道电光安全标志加以引导，在一定程度上降低

照明能耗。

当然，不同地区的环境差异化较大，隧道照明方案应根据实

际环境特点而定。

（二） 引进隧道建设新思维

隧道的照明消耗主要集中于隧道出入口，尤其是短隧道。如

果能有效地对隧道洞口的光照强度予以减弱，对节约照明能耗能

起很大作用。有一些隧道的出入口会被植物挡光，形成亮度减弱

效果。还有一些隧道是因为隧道洞口的特殊设计，使行车进入隧

道后感受到减光效果。

与此同时，为了提高隧道内部灯源的光照亮度，可以在洞口

处两侧铺设浅色瓷砖，再配合白光涂料，提高反光效果，有效提

高隧道内的亮度。

在隧道工程的实际建设当中，需要根据具体环境，同时引进

新的隧道建设思维，科学地利用地形环境特点，制定出永久性减

弱洞口光照亮度的方案。例如，在隧道洞口铺设植被，可以提供

很好的减光效果，这种方法不仅绿色环保，还更加经济，一次投

入能够长期使用，同时维护工作很轻。

（三） 使用清洁能源和直流电源

如今，国家越来越重视环保工作，扩大了清洁能源的使用量

和使用范围。随着我国在太阳能、风能等清洁能源领域的技术不

断取得突破，很多行业都在积极转型，探寻自己在新能源领域的

角色和作用。在此背景下，高速公路沿线的供电方式也在向太阳能方向转

化，但由于隧道耗电量较大，清洁能源不能完全供应隧道用电需

求，只能辅助传统用电模式。但是，短程隧道耗能相对较小，更

加适合运用太阳能和风能等方式，既能减少能源消耗，保护自然

环境，又能节约资金成本。有些短程隧道采用了半导体照明设施，可以使用直流供电

方式，这样一来就降低了交直流转化装置的能源消耗。例如，

装设蓄电池搭配风能、太阳能发电，可以去除柴油发电，减少

能源成本。

三、隧道照明节能的思考

（一） 提高半导体灯具使用标准

照明灯具作为隧道照明的直接耗能设备，它的使用标准必须

要符合节能的技术要求。近年来，LED灯具由于耗能低、照明效

果好等特点，逐渐被应用到各个领域。LED技术快速发展，但国

内目前缺少相关的质量检验标准，这会影响对LED产品的选择和

评价。同时，缺少产品标准也会让后期维护压力增大。因此，制

定半导体隧道灯产品标准使非常必要的。通过统一的技术标准，

对半导体产品做出科学引导，使其在后续发展上有迹可循，为节

能环保提供更多助力。

（二） 设置隧道口减光构筑物

为解决隧道口 “黑洞” “白洞”等情况，应优化入口段的亮

度设计。

目前，大多数隧道采用的入口段亮度为L20,通过加强洞口

光照反射效果，实现隧道光线的过渡。但是，这种办法的效率和

经济性较差，后续维护保养任务也很重。减光构筑物能减弱入口

段亮度，有效减轻眼部不适，同时还节能环保，省去维护保养的

费用。

（三） 智能化照明控制系统

随着科学技术的不断进步，隧道照明控制也在朝着智能化

控制发展。传统的时序控制和分级控制，都存在与照明曲线不相

符的缺点，造成隧道有时过度照明，有时无效照明。智能控制系

统是指运用计算机技术、传感技术等先进科技构建而成的控制体

系。它能够根据隧道内外亮度差、交通运输量等因素进行智能化

调节，既能保证照明又能节约能源。

（四） 光纤传导技术

光纤照明传导是通过光学元件改变光的传递方向，使光能够

跟随光纤传导。在隧道中应用光纤传导，能都将光投射到指定地

点，提高光的利用率，还可以将自然光引入隧道，有效降低了能

源供应成本沐

（五） 未来展望

目前，我国高速公路隧道照明系统在运营管理上还有许多不

足，在节能方面需要做出更多努力。虽然在国家政策的支持下，

高速公路隧道建设取得了很大进步，照明系统也有了很大发展。

但是，隧道设计上依旧很保守、国家相关制度不够完善，这些问

（下转第100页

）技术 < TECHNOLOGY

事故工况下，系统能够根据事件等级，依据相应的处理预

案，启动预先制定的应急事件处置预案。

17、“两客一危”管理模块

与“危化品车辆动态数据交换平台”通过TCP/IP协议通信完

成数据交换，获取所有危化品车辆的运行信息，并对采集到的危

化品车辆相关动态信息进行预警和分析，上传并保存车辆最新的

地理位置信息，记录车辆运行轨迹。

&互联:ma与广东省交通集团云计算平台进行互联互通，实现手机App

远程登录。

三、云计算平台功能实现要求

平台软件釆用模块化结构，高内聚、松耦合，可靠性高、即

时响应速度，快、安全性能可靠、易开放，操作简单、便于维护，

易于扩展。要求可变信息情报板、摄像机等外场监控设施有统一

的信息发布平台和管理平台，为了满足监控数据联网接入上级监

控中心的使用需求，视频监控系统软件要提供协议或接口，路段

监控中心要提供本地数据库的登陆账户和登陆密码；路段监控软 件要能够与上级监控中心软件实现互联互通，要提供监控数据向

上传输的通信网络和通道等。情报板、摄像机等监控设施要并入

营运协会进行统一管理，并使用统一的发布平台。

四、结束语

基于云技术的视频监控系统是实现高速公路海量视频数据输

出、接入、转发、存储、分析及全国联网的有力保障，在确保高速公

路安全运营、为乘客更好地提供信息化服务方面发挥着越来越重

要的作用。在大数据时代背景下，基于云计算的高速公路视频监

控平台也是平台互联、信息共享、智能监控发展的必然势趋。

[II吴佑全.浅谈广觀;«速公略腿遺区域控制黑系统改造冲国交通借息化.2015.07.15

[2] 王宏伟.陈苏依.陈;S.沪宁高速公陰实时监控系统软件的设计和实现.2007

第三届中国智他交通年会论丈*.2015.07.15

[3] 视频编解码揺技术要求(H[l].264). ■&度文#.2011.06

【4]王智慧.张籍.康玺.應基于云技术旳铁臨综仔视频监控系统研兜.第十三

届中国曾他交通年会大会论丈集.2018.11

(上挟第39页)

题都丞待政府和相关单位去解决。

为了达到兼顾照明和节能两方面的目的，未来可以从如下几

方面着手。

1、 借鉴国内外先逬的隧道照明技术，对现有设计和运营模

式进行完善，建立一套标准的高速公路照明评价体系。针对不同

隧道进行个性化设计，做到科学、实用，满足实际需要。

2、 根据具体地理环境，将洞口减光措施和隧道内反光措施

结合利用，有效利用节能灯具，同时，充分利用清洁能源的优

势，全方位落实节能、环保的思想理念。

3、 加强对智能控制系统开发的投入，让其能够针对实时气

候、交通时段等因素作出智能调节，提高电能利用率，对高速公

路照明系统实施动态管理，减少电能的无用消耗。

4、 积极改造旧的照明系统。我国高速公路隧道照明系统在

很多地区的设计不贴合实际，照明灯具普遍落后，设计上也很传

统。部分地区隧道照明系统甚至没有节能措施，并且线路缺少维

护并伴有安全风险。这些问题都需要及时评估、重新改造，增加

节能措施，目的是建立安全性和经济性都能得到保障的隧道照明 系统。

四、结论

随着社会经济的快速发展，节能环保意识逐渐在人们心中被

唤起，国家在节约能源方面也逐渐重视起来。在建设高速公路隧

道照明工程时，要在保障行车安全的前提下，不断提高它的经济

性，有效利用能源，做到既安全又环保。随着我国科学技术水平

在各个领域的攻关和突破，我们有理由相信，我国高速公路隧道

照明建设，一定会在可持续发展道路上走在世界前列。

参考文就